降低機(jī)組主蒸汽氫電導(dǎo)率偏高的措施

摘 要:通過(guò)查閱原水水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)補(bǔ)給水處理方式和給水處理方式的分析，找到導(dǎo)致機(jī)組冬季主蒸汽氫電導(dǎo)率偏高的原因，并針對(duì)原因采取措施，解決了機(jī)組主蒸汽冬季氫電導(dǎo)率偏高的問(wèn)題，提高了水汽品質(zhì)。

關(guān)鍵詞:氫電導(dǎo)率 主蒸汽 水汽品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào):TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-0981 引言

在火力發(fā)電機(jī)組中，超臨界機(jī)組熱負(fù)荷較高，對(duì)水汽品質(zhì)要求嚴(yán)。因?yàn)楹须s質(zhì)的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)會(huì)造成固體微粒磨蝕，形成沉積物，引起汽輪機(jī)腐蝕，以至于嚴(yán)重影響汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性。為此需要嚴(yán)格監(jiān)督水汽質(zhì)量，特別是直接與汽輪機(jī)接觸的主蒸汽的品質(zhì)。

華能南京電廠有2臺(tái)320MW超臨界俄供供熱機(jī)組，從2004年至2006年，每年冬季11月份至次年3月份期間機(jī)組頂出閥、主蒸汽樣水的氫電導(dǎo)率常常較其他月份的數(shù)據(jù)偏高，影響了水汽品質(zhì)的總體水平。針對(duì)這一現(xiàn)象，通過(guò)分析原水水質(zhì)，結(jié)合整個(gè)水處理和水汽流程查找氫電導(dǎo)率偏高的原因，并對(duì)癥采取措施。

2 水汽流程介紹

補(bǔ)給水處理流程:水處理流程如下:長(zhǎng)江水→生水泵→污凝水冷卻器→澄清器→澄清水箱→澄清水泵→機(jī)械過(guò)濾器→一級(jí)陽(yáng)床(強(qiáng)酸型)→一級(jí)陰床(弱堿型)→脫碳器→中間水箱→中間水泵→二級(jí)陽(yáng)床(強(qiáng)酸型)→二級(jí)陰床(強(qiáng)堿型)→混床。混床出水進(jìn)入除鹽水箱，經(jīng)除鹽水泵打入補(bǔ)給水箱經(jīng)補(bǔ)給水泵補(bǔ)入汽機(jī)凝器。

凝結(jié)水及給水處理流程:補(bǔ)給水→凝器→一級(jí)凝泵→凝結(jié)水精處理裝置→＃1低加→二級(jí)凝泵→＃2、3、4低加→除氧器→＃6、7、8高加→省煤器→水冷壁→主蒸汽在汽輪機(jī)做功后→凝汽器。

3 原因分析

3.1 原水有機(jī)物含量季節(jié)性偏高

查閱電廠段長(zhǎng)江水質(zhì)歷史全分析數(shù)據(jù):隨著的季節(jié)性變化，長(zhǎng)江水質(zhì)變化明顯，其中有機(jī)物變化明顯，11月份至次年3月份的平均耗氧量為8.62mg/L，其他月份耗氧量的平均值為7.6mg/L，說(shuō)明這段時(shí)間的生水中有機(jī)物含量就偏高。有機(jī)物進(jìn)入機(jī)組的給水系統(tǒng)，在機(jī)組水冷壁和過(guò)熱器里，在高溫高壓的介質(zhì)環(huán)境中，給水中有機(jī)物分解，產(chǎn)生可導(dǎo)電的離子，導(dǎo)致了機(jī)組給水、頂出閥前和主蒸汽的氫電導(dǎo)率的上升。當(dāng)給水中二氧化碳增加，會(huì)加劇有機(jī)物的分解。因此，冬季給水中有機(jī)物的含量增加是導(dǎo)致機(jī)組給水、頂出閥前和主蒸汽的氫電導(dǎo)率偏高的最原始因素。

3.2 補(bǔ)給水中有機(jī)物含量的增高

長(zhǎng)江水經(jīng)過(guò)混凝澄清、過(guò)濾和離子交換處理，不能完全除去源水中的有機(jī)物，由于這期間的生水中的有機(jī)物含量增加，因此間接導(dǎo)致補(bǔ)給水中有機(jī)物含量增加。

3.3 補(bǔ)給水系統(tǒng)中二氧化碳的溶入

電廠補(bǔ)給水系統(tǒng)不是全密封系統(tǒng)，特別是補(bǔ)給水箱頂蓋不是全密封，有呼吸管與大氣相連，這樣會(huì)導(dǎo)致空氣中的二氧化碳很容易溶解到補(bǔ)給水中。冬季氣溫低，加之補(bǔ)給水是純水，二氧化碳的溶解度增加，導(dǎo)致補(bǔ)給水中的二氧化碳含量增加。機(jī)組補(bǔ)水時(shí)二氧化碳進(jìn)入凝結(jié)水并帶入給水系統(tǒng)，在高溫高壓環(huán)境中溶入的的二氧化碳或其次生產(chǎn)物與給水中有機(jī)物結(jié)合，加劇了有機(jī)物分解。

3.4 凝結(jié)水系統(tǒng)存在負(fù)壓部分滲漏現(xiàn)象

這會(huì)導(dǎo)致空氣漏入凝結(jié)水系統(tǒng)中，導(dǎo)致二氧化碳溶入凝結(jié)水并帶入給水系統(tǒng)，在高溫高壓環(huán)境中溶入的的二氧化碳或其次生產(chǎn)物與給水中有機(jī)物結(jié)合，加劇了有機(jī)物分解。

3.5 離子交換樹(shù)脂的降解

化學(xué)水處理除鹽設(shè)備使用離子交換樹(shù)脂，精處理也采用離子交換樹(shù)脂，離子交換樹(shù)脂的基本材質(zhì)是以有機(jī)物為原料，由于使用時(shí)間長(zhǎng)或使用不當(dāng)，樹(shù)脂破碎或樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)遭到破壞，交換基團(tuán)發(fā)生降解，釋放出有機(jī)物，導(dǎo)致熱力系統(tǒng)水汽系統(tǒng)中的有機(jī)物含量增加。另外含油軸封疏水進(jìn)入鍋爐，也會(huì)增加蒸汽中低分子有機(jī)物的含量，最終導(dǎo)致頂出閥、主蒸汽樣水的電導(dǎo)率增加。

3.6 凝汽器銅管泄漏

近幾年#1、2機(jī)組凝汽器銅管泄漏量逐步增加，冬季由于機(jī)組供熱量增大，進(jìn)入凝汽器的蒸汽量降低，使得泄漏進(jìn)入凝結(jié)水中的生水的量在凝結(jié)水總量中的份額增加，間接增加了進(jìn)入凝結(jié)水中的有機(jī)物含量，凝結(jié)水作為給水的主要組成部分，實(shí)際上也導(dǎo)致了進(jìn)入給水的有機(jī)物含量的增加。

3.7 澄清器出水變差

在常規(guī)的補(bǔ)給水處理流程中，去除有機(jī)物的主要途徑是澄清器的混凝澄清過(guò)程，通過(guò)混凝澄清能夠?qū)?0%的有機(jī)物去除。冬季長(zhǎng)江水溫低，電廠澄清器進(jìn)水沒(méi)有加熱裝置，進(jìn)入澄清器的水溫一般情況下都低于10℃，澄清器的混凝效果變差，澄清器的出水水質(zhì)變差，澄清器混凝澄清去除有機(jī)物的能力降低，導(dǎo)致進(jìn)入后續(xù)補(bǔ)給水處理工藝的有機(jī)物增加。而后續(xù)的機(jī)械過(guò)濾和離子交換基本沒(méi)有能力去除水中的有機(jī)物，這直接導(dǎo)致補(bǔ)給水中的有機(jī)物含量增加。

3.8 冬季機(jī)組供熱，補(bǔ)給水量增加

補(bǔ)給水量的增加，給水中補(bǔ)給水的份額增加明顯，隨著補(bǔ)給水進(jìn)入給水中的有機(jī)物總量增加，也會(huì)使頂出、主蒸汽樣水的電導(dǎo)率出現(xiàn)季節(jié)性偏高現(xiàn)象。

4 解決方案

4.1 降低補(bǔ)給水中有機(jī)物的含量

測(cè)定補(bǔ)給水中的有機(jī)物含量，將一年每月的有機(jī)物的含量進(jìn)行比較，找出11月份至次年3月份的有機(jī)物的含量，比其他月份高出的范圍。針對(duì)有機(jī)物的含量高出范圍，采用對(duì)有機(jī)物去除效率高的超濾+反滲透處理工藝。目前此項(xiàng)工作隨著補(bǔ)給水增容改造工作的開(kāi)展已經(jīng)完成。

4.2 對(duì)補(bǔ)給水箱進(jìn)行改造

將現(xiàn)有水箱頂改為浮頂，以達(dá)到隔離空氣的效果。浮頂改造國(guó)內(nèi)有很多成功經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

4.3 冬季調(diào)整化學(xué)#1、2澄清器運(yùn)行方式

加強(qiáng)了澄清器混凝劑劑量的監(jiān)視，增大其內(nèi)筒進(jìn)水量和排污量，提高了澄清器的混凝效果，保證了化學(xué)＃1、2澄清器的出水濁度低，增加了有機(jī)物去除率低，降低澄清水中有機(jī)物含量。

4.4 加強(qiáng)對(duì)離子交換樹(shù)脂的監(jiān)控

測(cè)定水處理所用樹(shù)脂的全交換容量或工作交換容量，不合格的樹(shù)脂或使用時(shí)間長(zhǎng)的樹(shù)脂及時(shí)分批次的進(jìn)行更換。

4.5 加強(qiáng)凝汽器銅管泄漏監(jiān)督

一旦發(fā)現(xiàn)凝汽器銅管發(fā)生泄漏，及時(shí)通知值長(zhǎng)進(jìn)行凝汽器銅管的鋸木屑堵漏;根據(jù)凝汽器銅管的泄漏情況，適時(shí)進(jìn)行凝汽器銅管的更換，減少凝汽器銅管的泄漏。

4.6 凝水系統(tǒng)負(fù)壓部分查漏堵漏

除氧器進(jìn)行除氧，通過(guò)除氧器除氧，同時(shí)除去進(jìn)入除氧中空氣，降低進(jìn)入給水中的二氧化碳的含量。

5 方案實(shí)施

(1)方案的實(shí)施是根據(jù)電廠現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)條件和經(jīng)濟(jì)條件選擇進(jìn)行。

(2)化學(xué)專(zhuān)業(yè)對(duì)于此課題的開(kāi)展是從2007年就進(jìn)行逐步摸索，07年開(kāi)始6月份開(kāi)始進(jìn)行了除氧器除氧試驗(yàn)，試驗(yàn)成功。08年二月份開(kāi)始，＃1、2機(jī)組除氧器排汽作為軸封抽汽汽源，這樣既保證了除氧器的除氧，又沒(méi)有浪費(fèi)除氧器排汽。最終達(dá)到了降低進(jìn)入給水中的二氧化碳的含量的目的。

(3)＃1、2澄清器每天啟動(dòng)前首先排除澄清器底部失效的泥渣層，該泥渣層富含有機(jī)物，通過(guò)排放排除了這些有機(jī)物。同時(shí)糾正了原來(lái)“澄清器清水調(diào)門(mén)開(kāi)度不得超過(guò)25%”的錯(cuò)誤，規(guī)定“根據(jù)渣層高度來(lái)調(diào)整清水調(diào)門(mén)的開(kāi)度，調(diào)門(mén)開(kāi)度可以達(dá)到100%”，將澄清器內(nèi)筒連續(xù)排污管加大;另外將澄清器的進(jìn)水不再通過(guò)污凝水冷卻器，澄清器的進(jìn)水溫度不再會(huì)發(fā)生很大的波動(dòng)，消除了因進(jìn)水溫度波動(dòng)大導(dǎo)致的澄清器渣層上浮至出水區(qū)的不足。通過(guò)上述措施的執(zhí)行，澄清器的出水水質(zhì)沒(méi)有超標(biāo)現(xiàn)象，水質(zhì)澄清透明。

(4)由于電廠補(bǔ)給水箱直徑達(dá)到22m，浮頂改正實(shí)施費(fèi)用高，加之電廠機(jī)組集中取樣架冷卻水回水至水箱頂部，開(kāi)展此項(xiàng)工作有難度，暫未實(shí)行，補(bǔ)給水箱的改造可能由于費(fèi)用的問(wèn)題暫時(shí)擱淺。現(xiàn)采取水箱下部進(jìn)水的方式，減少進(jìn)水與二氧化碳的接觸。

(5)加強(qiáng)水處理所用樹(shù)脂的監(jiān)督維護(hù)，08年1月和3月分別更換了＃1、2混床樹(shù)脂，新樹(shù)脂的運(yùn)行降低了除鹽水的電導(dǎo)率，消除了因樹(shù)脂降解降有機(jī)物帶入補(bǔ)給水的缺陷。

(6)化學(xué)水處理進(jìn)行增容改造工程實(shí)施時(shí)，增加了兩套超濾+反滲透除鹽系統(tǒng)，對(duì)去除有機(jī)物起到很好的作用，今年水處理設(shè)備運(yùn)行時(shí)盡量采用新系統(tǒng)，這樣有效的降低了除鹽水中有機(jī)物的含量。對(duì)降低主蒸汽氫電導(dǎo)率起了很大的作用。

(7)自去年、今年#1、2機(jī)的大修，實(shí)施凝汽器改造，將凝汽器的銅管全部換成不銹鋼管，消除了凝汽器冷卻水管泄漏的缺陷，凝結(jié)水的氫電導(dǎo)率日常低于0.12μS/cm，徹底根除凝汽器泄漏導(dǎo)致凝結(jié)水氫電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象。

6 結(jié)論

通過(guò)采取以上七點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，機(jī)組主蒸汽氫電導(dǎo)率得到很好的控制。，從2006年到2010年給水、頂出閥、主汽電導(dǎo)率有了大幅降低，給水由2008.02的0.100μS/cm降至2009.11的0.057μS/cm;頂出閥由2007.11的0.190μS/cm降至2009.11的0.065μS/cm;主汽由2008.02的0.140μS/cm降至2010.02的0.060μS/cm。

通過(guò)以上方案的實(shí)施，徹底解決了“每年11月份至次年3月份期間機(jī)組頂出閥、主蒸汽樣水的電導(dǎo)率比其他月份的數(shù)據(jù)偏高”的疑難問(wèn)題，大大提高了電廠水汽的總體品質(zhì)，不但消除了危害機(jī)組安全的隱患，更使電廠化學(xué)監(jiān)督水平得到一次新的鍛煉和提高。

參考文獻(xiàn)

[1]肖作善.熱力設(shè)備水汽理化過(guò)程[M]，中國(guó)電力出版社.

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